2.4. Вопросы для самоконтроля

1. Дайте определение системы.

2. Дайте определение информационной системы.

3. Перечислите научные направления при рассмотрении систем.

4. Перечислите основные задачи системного подхода.

5. Перечислите основные задачи общей теории систем.

6. Перечислите основные задачи системного анализа.

7. Перечислите классификационные признаки ИС.

8. Укажите основные отличия ЭИС от других классов.

9. Перечислите варианты построения систем управления объек-  том и их специфику.

1. Чем отличаются координация и управление?

2. Назначение дерева целей и методика его формирования.

3. Укажите классы параметров по известному для Вас процессу.

4. Чем отличается информация на разных уровнях управления?

5. Приведите цели управления для известного Вам процесса (системы).

6. Перечислите основные составляющие процесса управления и сформулируйте их назначение.

7. Перечислите параметры, характеризующие сетевую модель, сформулируйте их назначение.

8. В чем заключается отличие планирования при ограничении по времени от планирования при ограничении на ресурсы?

9. Укажите специфику построения сетевой модели в координатах резерв-время.

10. Что означает «зона управления»?

11. Рассмотрите технологию формирования управленческих решений с использованием графиков ресурс-время, резерв-время.

3. Языки информационных систем, основные проблемы и решения

Одной из основных проблем в разработке ИС является создание условий для их взаимодействия. Истоки этой проблемы в том, что в разрабатываемые ИС закладываются самые различные способы их информационного обеспечения. Одним из основных элементов информационного обеспечения, без которого невозможно и бессмысленно существование остальных, является язык ИС, реализуемый в большинстве случаев в виде словарей-справочников (в дальнейшем словарей). Благодаря этому при использовании словарей обеспечивается необходимая степень точности идентификации элементов процесса, сокращается время на поиск информации. Однако если в различных ИС используются разные словари-справочники, то складывается ситуация, когда одни и те же элементы идентифицируются разными терминами, что блокирует обмен информацией между различными ИС.

Выбор варианта построения языка системы зависит от множества факторов, основными из которых являются:

• степень новизны разрабатываемой системы;

• объемы передаваемой информации между элементами системы (мощность информационных потоков);

• соотношение между идентифицирующей и параметрической информацией;

• объемы используемых номенклатур и т.п.

Язык информационной системы должен обеспечивать идентификацию всех элементов системы и их объединений с заданной степенью точности и параметрически описывать состояния процессов и их объединений (в соответствии с иерархией управления).

Практически, язык информационной системы является инструментальным средством, позволяющим представить информационную систему как многомерное пространство, в котором каждая из координат характеризует одну из сторон процесса, протекающего в системе. Обобщенный вектор состояния системы в текущий момент времени может использоваться для оценки устойчивости процесса, выработки управляющих воздействий, анализа причин отставания (опережения) от эталонного состояния.

Проблема сопряжения словарей. Сопряжение словарей связывают с обеспечением непротиворечивости идентификации одних и тех же группировок объектов или их характеристик, если они встречаются в разных ИС. Кроме того, задачу сопряжения словарей связывают с устранением их терминологических, смысловых и других несоответствий.

Проблема взаимной увязки словарей имеет два аспекта.

1. Взаимная увязка словарей ИС одного уровня (горизонтальная связь).

2. Взаимная увязка словарей ИС различных уровней (вертикальная связь).

Первый аспект обусловливается тем, что словари ИС одного уровня оказываются пересекающимися между собой. Второй – вытекает из того, что при решении технико-экономических задач в ИС различного уровня одни и те же элементы требуют различных методов описания. Однако сущность проблемы в обоих случаях неизменна: информационные связи между ИС различных уровней должны осуществляться с использованием словарей, обеспечивающих однозначную идентификацию одного и того же объекта в различных ИС, имеющих взаимосвязь.

Увязка словарей ИС различных уровней осуществляется с помощью трансляторов. В литературе это понятие идентифицируется различными терминами: ключ перевода, специальный переводчик информации, переходник, схема совмещения, таблица соответствия, сопряжение и т.д.

Транслятор представляет собой таблицу, предназначенную для автоматизированного перевода терминов одного словаря в термины другого. Сложность разработки транслятора зависит от соблюдения правил логической увязки словарей.

Форма таблицы, которая должна соответствовать принятой классификационной структуре ИС и включать перечень наименований и идентификаторы увязываемых словарей приведена ниже.

№ п/п	Идентификатор словаря 1	Идентификатор словаря 2	Наименование классификационной группировки

Под классификационной структурой ИС понимается совокупность словарей технико-экономической информации (ТЭИ) для идентификации элементов системы и словарей, используемых для обмена информацией между ИС различных уровней управления.

Среди теоретически возможных вариантов взаимодействия ИС можно выделить четыре основных варианта.

1. Вариант равноправных ИС (рис. 12). Предполагает наличие в каждой ИС , независимо от его уровня, собственного языка. Обмен информацией между ИС производится с использованием словарей той ИС, которая получает информацию или с исполь- зованием словарей системы, которая передает информацию.

С1 Я1 Сл2

Я1

С2 Я2 Сл1, Сл2,Сл3

Я2 Я2

Я3

С4 Я4 Сл2, Сл3

С3 Я3 Сл2, Сл4

Рис. 12. Системы с равноправными языками

Достоинством варианта является хорошая адаптивность словарей к решению внутренних задач системы и возможность простого внесения изменений. К недостаткам относится большая трудоемкость преобразования информации для других ИС и хранение большого числа словарей-справочников.

2. Вариант приоритетных ИС (рис. 13). Предполагает, как и в варианте 1, наличие в каждой ИС своих словарей, но обмен информацией между ИС ведется с использованием словарей ИС более высокого уровня. Если информацией обмениваются ИС одного уровня, то используется словарь ИС, стоящий по отношению к рассматриваемым выше по уровню.

Достоинством варианта является возможность использования внутри каждой ИС словарей, приспособленных для решения внутренних задач, а также снижение затрат на преобразование передаваемой информации по сравнению с вариантом 1. Недостаток заключается в необходимости расширения словарей ИС верхнего уровня с учетом требований ИС более низкого уровня.

Я1

Я2 Я2

Я2

Рис. 13. Системы с приоритетными языками

3. Вариант единой системы словарей (рис. 14). Предполагает наличие в системе единого словаря, обеспечивающего информационную связь между любыми связанными ИС. Каждая ИС может использовать внутренние словари для снижения затрат на обработку внутренней информации.

Система словарей, предназначенных для обмена, должна включать объекты и понятия, используемые на всех уровнях управления.

Достоинство варианта в возможности использования внутри каждой ИС локальных словарей, приспособленных для внутреннего использования. Недостатком варианта является сложность формирования обобщенного словаря и трудоемкость его ведения.

С1 Я1 Сл1

С2 Я2 Сл1

С3 Я3 Сл1

С4 Я4 Сл1

Рис. 14. Системы с единым словарем

4. Вариант с единым словарем (рис. 15). Предполагает использование единых словарей во всех взаимосвязанных ИС.

Достоинством варианта является отсутствие преобразования информации между ИС. Недостаток – увеличение объема словарей ИС, что влечет к увеличению трудоемкости обработки информации внутри ИС и возникают проблемы по ведению словарей.

С4 Я1

С3 Я1

С2 Я1

С1 Я1

Я1

Я2 Я2

Я1

Рис. 15. Системы с единым языком

Выбор варианта организации языка ИС очень важен, так как он обеспечивает сохранение информационной преемственности систем и минимизацию трудоемкости обработки информации с учетом связей ИС с другими ИС. Шастовой Г.А. [17] отмечено, что затраты на обработку можно записать:

,

где С – затраты на обработку;

F – функциональная зависимость;

k – алфавит идентификаторов;

m – число сообщений;

n – длина идентификаторов;

 – интенсивность обработки информации.

В более общем случае критерий затрат может учитывать также затраты по ведению словарей и потери от запаздывания корректировки словарей.

При сравнении вариантов могут быть использованы следующие упрощенные зависимости от введенных выше параметров.

1. Затраты на идентификацию элементов и обработку информации внутри ИС Х:

,

где – коэффициент, зависящий от методов хранения и обработ-ки информации (тип носителя, алгоритмы преобразова-ния);

– длина идентификатора;

– средняя интенсивность использования одного сообщения;

– число сообщений.

2. Затраты на преобразование информации при обмене между ИС Х и Y.

,

где – коэффициент, зависящий от преобразования идентификаторов из ИС Х в ИС Y;

– число сообщений при обмене;

– средняя интенсивность потока между ИС;

– длина идентификатора в ИС Х;

– длина идентификатора в ИС Y.

3. Длина идентификатора в ИС Х сообщениями

,

где k – число букв в алфавите идентификатора.

4. Выбор способа реализации языка ИС для иерархической системы управления.

В качестве примера рассмотрим идеальную ИС, состоящую из одной ИС вышестоящего уровня и N ИС низовых звеньев (рис. 16).

ИС Y

M_y M_y M_y

M

ИС Х₁

ИС Х₂

ИС Х_n

_x ........

M_x M_x

Рис. 16. Структура идеальной ИС

Для упрощения будем считать, что на всех ИС низшего уровня используется M_x сообщений, а объем передачи от низших звеньев к ИС Y используется M_y сообщений, отличных от сообщений M_x.

Рассмотрим вопрос о целесообразности использования двух вариантов; ИС с единым словарем и ИС с приоритетными словарями. Для ИС с единым словарем имеем: общее число сообщений в ИС

Следовательно, минимальная длина идентификаторов

.

Число сообщений в одной ИС низшего уровня

для обмена информацией между уровнями преобразования информации не требуется, следовательно, полные затраты

.

Для варианта с приоритетными словарями получим:

число сообщений в ИС верхнего уровня

,

следовательно, минимальная длина идентификаторов для ИС верхнего уровня

,

минимальная длина идентификаторов в ИС низшего уровня

.

В ИС низшего уровня существуют затраты на преобразование информации, передаваемой в ИС верхнего уровня

;

общие затраты можно записать:

тогда отношение затрат при

,

если M_y << M_x, и NM_y<<M_x, т.е. основная отработка ведется в ИС низшего уровня, то имеем

,

т.е. вариант системы с приоритетами предпочтителен.